TIỂU LUẬN:CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ THỦY TINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ****************** TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ THỦY TINH Giáo viên hướng dẫn: Th.s Lê Tấn Thanh Lâm Sinh viên thực hiện: Nhóm 10 Nguyễn Vũ Phát Đạt Phan Thị Thảo Xuân Cao Thị Mỹ Tiên Phạm Thanh Vân Nguyễn Hoài Nam Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 12/2012 MỤC LỤC TRANG Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài .5 1.3 Phương pháp thực .5 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Sản xuất thủy tinh Hình 2.1: Quy trình sản xuất thủy tinh .9 2.3 Công nghệ tái chế thủy tinh 18 Hình 2.2 : Chu trình thủy tinh 18 Hình 2.3: Thùng rác phân loại rác thủy tinh theo màu (đối với chai, lọ thủy tinh) 19 Hình 2.4: Sơ đồ công nghệ tái chế thủy tinh 20 Hình 2.5: Nguyên liệu tái chế thủy tinh 21 Hình 2.6: Máy đập búa 21 Hình 2.7: Thiết bị tách kim loại 22 Hình 2.8: Nguyên liệu qua rây .23 Hình 2.9: Máy nghiền HMG – 16P 24 Hình 2.10: Horizontal Shaft Impactor 24 Hình 2.11: Cullet 26 Hình 2.12: Thiết bị phân màu loại bỏ chất ô nhiễm cullet 27 Hình 2.13: Đồ thị thể mối quan hệ nhiệt độ thời gian .31 Chương 32 Nghiên cứu ứng dụng 32 3.1Tái chế thủy tinh thành bao bì thủy tinh 32 Hình 3.1: Bao bì thủy tinh 32 3.2 Các ứng dụng khác 33 Hình 3.2: Đồ dùng gia đình 33 Hình 3.3: Dụng cụ thí nghiệm 34 3.3 Lợi ích tái chế thủy tinh: 34 Chương 36 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 36 4.1 Kết luận 36 4.2 Đề nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Quy trình sản xuất thủy tinh .9 Hình 2.2 : Chu trình thủy tinh 18 Hình 2.3: Thùng rác phân loại rác thủy tinh theo màu (đối với chai, lọ thủy tinh) .19 Hình 2.4: Sơ đồ công nghệ tái chế thủy tinh 20 Hình 2.5: Nguyên liệu tái chế thủy tinh .21 Hình 2.6: Máy đập búa 21 Hình 2.7: Thiết bị tách kim loại 22 Hình 2.8: Nguyên liệu qua rây 23 Hình 2.9: Máy nghiền HMG – 16P 24 Hình 2.10: Horizontal Shaft Impactor 24 Hình 2.11: Cullet 26 Hình 2.12: Thiết bị phân màu loại bỏ chất ô nhiễm cullet 27 Hình 2.13: Đồ thị thể mối quan hệ nhiệt độ thời gian .31 Hình 3.1: Bao bì thủy tinh 32 Hình 3.2: Đồ dùng gia đình 33 Hình 3.3: Dụng cụ thí nghiệm 34 Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, thủy tinh vật liệu quan trọng Nó không vật liệu sử dụng sản xuất đồ dùng gia đình, mà ứng dụng rộng rãi lĩnh vực: quang học, xây dựng, … Bên cạnh phát triển đó, sở thu mua nên vỏ chai rải rác khắp nơi, vỡ, thành nơi “cư trú” cho ruồi, muỗi Nếu chai nhựa bà thích nhẹ, bền tận dụng dùng vào nhiều việc khác vỏ chai thủy tinh bỏ dễ vỡ, lại nặng không thuận tiện sử dụng Hiện đơn vị thu gom rác thải nhiều địa phương chủ yếu thu gom chôn lấp chưa có công nghệ để xử lý loại rác thải rắn, khó phân hủy chai thủy tinh Hiện người dân tự xử lý thứ rác thải sinh hoạt Nhiều hộ có sáng kiến lấy vỏ chai làm hàng rào, đập thành mảnh sành cắm lên tường chống trộm Tuy nhiên, nhiều hộ lại tự ý đổ sông suối, lề đường Nếu chẳng may dẫm phải mảnh nguy xảy thương tích cao Nguy hiểm vỏ chai tưởng vô hại trở thành đồ chơi đứa trẻ nông thôn, nhiều trường hợp, em làm vỡ chai gây xây xước, chảy máu Chưa có số cụ thể thương tích mảnh chai gây song có nhiều trường hợp thương tích đứt tay, chân, nhiễm trùng Với lượng lớn vỏ chai thủy tinh, hướng xử lý sớm mai chúng gây nhiều hệ lụy người dân phải chịu hậu Để giải tình trạng nên ta phải tìm biện pháp để xử lí Với vấn đề đặt có biện pháp xử lí ‘ TÁI CHẾ THỦY TINH’ Vậy tái chế cách nào, tái chế sao? 1.2 Mục tiêu đề tài Tìm hiểu khái niệm, phân loại tính chất thủy tinh, từ tìm quy trình công nghệ sản xuất thủy tinh công nghệ tái chế Đồng thời, tìm đến nghiên cứu ứng dụng thực tế lĩnh vực tai chế thủy tinh 1.3 Phương pháp thực Để thực mục tiêu trên, nhóm tham khảo tài liệu, giáo trình , báo khoa học liên quan đến vấn đề tái chế thủy tinh, quy trình công nghệ tái chế thủy tinh trang mạng đáng tin cậy Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.1.1 Giới thiệu thủy tinh 2.1.1.1 Định nghĩa Thủy tinh chất rắn vô định hình đồng nhất, có gốc silicát, thường pha trộn thêm tạp chất để có tính chất theo ý muốn 2.1.1.2 Tính chất hóa lý thủy tinh • Có tính đẳng hướng, tức tính chất xét theo hướng • Có thể nóng chảy đóng rắn thuận nghịch Nghĩa nấu chảy nhiều lần sau làm lạnh theo chế độ lại thu chất ban đầu ( không xảy kết tinh ) • Vật thể trạng thái thủy tinh có lượng trữ cao trạng thái tinh thể Khi bị đốt nóng, điểm nóng chảy vật thể kết tinh mà mềm dần, chuyển từ trạng thái giòn sang dẻo có độ nhớt cao cuối chuyển sang trạng thái lỏng giọt Sự biến thiên liên tục độ nhớt cho ta thấy trình đóng rắn tạo thành pha Ngoài độ nhớt nhiều tính chất khác thay đổi liên tục Thủy tinh thay đổi tính chất, tùy theo việc lựa chọn tạp chất hàm lượng pha thêm nấu thủy tinh  Truyền sáng: Ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, hồng ngoại UV  Nhiệt độ nóng chảy chất rắn vô định hình, thủy tinh điểm nóng chảy định  Độ dẫn nhiệt thủy tinh 1,0 (w/m.k)  Tính dẫn điện: Ở nhiệt độ thấp thủy tinh không dẫn điện sử dụng làm vật liệu cách điện Ở nhiệt độ cao nhiệt độ mềm thủy tinh trở thành dẫn điện Vì nấu thủy tinh dòng điện 2.1.2 Phân loại thủy tinh 2.1.2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng: - Thủy tinh chịu nhiệt: thủy tinh làm nguyên liệu Borosilicate, tỉ lệ giản nở nhiệt thấp, chịu sốc nhiệt cao Thường dùng làm vật dụng nấu nướng, bình sữa em bé, có khả chịu nhiệt cao (500 oC), khả chịu sốc >1200C, tỉ lệ dãn nở thấp, phí sản suất cao giá thành đạt mức trung bình cao - Thủy tinh cường lực: thủy tinh thông thường gia nhiệt đến 650 0C, nhanh chóng làm nguội khí lạnh Thành phần chủ yếu loại thủy tinh soda lime, thường sử dụng kinh xe hơi, kính phòng tắm, kính tòa nhà, khả chịu nhiệt 2800C, khả chịu sốc 1200C Tỉ lệ giãn nở cao nhanh, chi phí sản xuất thấp giá thành thấp- trung - Thủy tinh thông thường: thủy tinh dùng kỹ thuật, chai lọ thủy tinh, thành phần chủ yếu soda lime, sử dụng kĩ thuật, gốm xứ, khả chịu nhiệt thấp, khả chịu sốc nhiệt từ 50 0C đến 600C, tỉ lệ dãn nở cao nhanh, chi ohis sản xuất giá thành thấp 2.1.2.2 Phân loại theo thành phần hóa học Tuy nhiên theo thành phần hóa thủy tinh vô chia làm loại: Thủy tinh đơn nguyên tử, thủy tinh ôxyt, thủy tinh halogen, thủy tinh khancon, thủy tinh hỗn hợp Thủy tinh đơn nguyên tử Đó loại thủy tinh chứa có loại nguyên tố hóa học.Đó nguyên tố thuộc nhóm 5,6 bảng hệ thống tuần hoàn như: S, Se, As P Ngoài người ta cho chế tạo thủy tinh từ telur ôxy Thủy tinh ôxyt Đó thủy tinh từ ôxyt ôxyt Chúng chia thành lớp Trong lớp lại gồm nhiều nhóm Thủy tinh halogen Hai halogen có khả tạo thủy tinh BeF ZnCl2 Trên sở BeF2 tạo nhiều loại thủy tinh Fluorit Thủy tinh khancon Đó loại thủy tinh từ hợp chất lưu huỳnh, selen telur Các sulfid có khả tạo thủy tinh : GeS2, As2S3 Các selenid có khả tạo thủy tinh : As2Se3 , GeSe2 , P2Se3 Tất thủy tinh khancon không suốt nhanh chóng kết tinh, muốn đạt trạng thái thủy tinh phải làm lạnh thật nhanh, khoảng 200 0C /giây chúng dễ nóng chảy Thủy tinh hỗn hợp Đi từ hỗn hợp chất có khả tạo thủy tinh: - Ôxyt – halogen : PbO- ZnF2 –TeO2 ; ZnCl2- TeO2 - Ôxyt – khancon : Sb2O3 – As2S3 ; As2S3 – As2O3 – MemOn ( MemOn : Sb2O3, PbO, CuO) - Halogen – Khancon:As – S –Cl; As – S – Br; As – S – I ; As – Te – I; As - S -Cl –Br –I 2.1.3 Mục đích tái chế thủy tinh Khi vật dụng thủy tinh ngày trở nên phổ biến, việc tìm nguồn nguyên liệu sản xuất cần phải quan tâm nhiều Vì vậy, tái chế thủy tinh phương pháp hữu hiệu vừa để giảm chi phí cho nguồn nguyên liệu sản xuất thủy tinh vừa giảm thiểu lượng rác thải thủy tinh góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường 2.2 Sản xuất thủy tinh 2.2.1 Quy trình Thành phần thủy tinh hỗn hợp Canxi Silicat (CaSiO 3) Natri Silicat (NaSiO3) Thành phần hóa học thủy tinh gồm oxit kim loại như: N a2O, CaO, MgO, PbO, ZnO,… oxit axit như: SiO2, B2O3, Al2O3, P2O5,…Trong chủ yếu SiO2(chiếm 68-74%), Na2O( chiếm 12-16%) CaO( chiếm 7-14%) Ngày để sản xuất thủy tinh ta cần phải có quy trình công nghệ với giai đoạn là: Nguyên liệu (cát, đá vôi, đôlômit, ) Gia công, phối liệu Nấu chảy(1000ºC) Thủy tinh nhão Làm nguội Thủy tinh dẻo Ép thổi, kéo ( kéo nổi, kéo ngang,…) Các đồ vật Hình 2.1: Quy trình sản xuất thủy tinh Công đoạn qui trình sản xuất thủy tinh chuẩn bị nguyên vật liệu có chất lượng, đặc biệt cát silicat chúng nguyên liệu để sản xuất thủy tinh 2.2.2 Nguyên liệu 2.2.2.1 Nhóm nguyên liệu • Nguyên liệu cung cấp S : Silicát điôxít silic (SiO2) có dạng đa tinh thể cát thành phần hóa học thạch anh Silicat có điểm nóng chảy khoảng 2000 °C (3632 °F), có hai hợp chất thông thường hay bổ sung vào cát công nghệ nấu thủy tinh nhằm giảm nhiệt độ nóng chảy xuống khoảng 1000 °C Một số soda (Na2CO3), hay K2CO3 Tuy nhiên, soda làm cho thủy tinh bị hòa tan nước điều người ta không mong muốn, người ta cho thêm vôi sống (CaO) hợp chất bổ sung để phục hồi tính không hòa tan SiO2 cung cấp cho thủy tinh độ bền cơ, bền nhiệt, bền hóa Thủy tinh công nghiệp thông thường chứa từ 50-80% SiO2 Trong thiên nhiên thường gặp SiO2 dạng tinh thể cát, thạch anh, quăczit , pha lê thiên nhiên; dạng vô định opan (SiO2.nH2O), điatomit Trong công nghiệp sản xuất kính từ thủy tinh người ta hay lấy nguyên liệu cung cấp SiO2 chủ yếu cát thạch anh (SiO chiếm tới 99%) Yêu cầu thành phần hóa học cát hàm lượng SiO2 phải cao, lượng tạp chất, đặc biệt sắt phải nhỏ Theo Beyersdorfer lượng oxit sắt cho phép cát sau: Bảng 2.1: Lượng oxit sắt cho phép cát Loại thủy tinh Thủy tinh quang học loại cho tia cực tím % Oxit Sắt 0,01 qua Thủy tinh pha lê 0,015 – 0,02 Thủy tinh 0,1 – 0,2 Thủy tinh không màu (dày- mỏng) 0,3 – 0,5 Thủy tinh bao bì xanh 0.5 – Kích thước hạt cát thành phần hạt có ảnh hưởng nhiều đến tốc độ nấu hình thành khuyết tật thủy tinh Cát thạch anh tự nhiên có kích thước hạt từ 0,12mm khó nấu nấu không hoàn toàn Hạt nhỏ dễ nấu nhanh cỡ hạt phải đồng Cỡ hạt không đồng trình hòa tan không đồng đều, dễ gây bọt Cát nhỏ có nhược điểm dễ bay bụi hay lẫn tạp chất sắt Cỡ hạt thích hợp cho lò nồi 0,1-0,3mm; cho lò bể 0,1-0,5mm Ngoài hình dạng hạt cát ảnh hưởng đến chất lượng thủy tinh Hạt tròn khó nấu hạt sắc cạnh di chuyển phối liệu dễ bị phân lớp • Nguyên liệu cung cấp B2O3 oxit tạo thủy tinh, cung cấp cho thủy tinh độ bền cơ, bền nhiệt, bền hóa Ở nhiệt độ cao B2O3 làm giảm sức căng bề mặt độ nhớt thuận lợi cho trình khử bọt B2O3 chất tăng nhanh trình nấu 10 No 14 1.40mm No 16 1.18mm No 18 1.00mm No 20 0.850mm No 25 0.710mm No 30 0.600mm No 35 0.500mm No 40 0.425mm No 45 0.355mm No 50 0.300mm No 60 0.250mm No 70 0.212mm No 100 0.150mm No 120 0.125mm No 140 0.106mm No 170 0.090mm No 200 0.075mm Hình 2.8: Nguyên liệu qua rây 23 Một số máy nghiền Hình 2.9: Máy nghiền HMG – 16P Nguyên tắc hoạt động: thủy tinh cho vào hệ thống nghiền thông qua phễu Sau chúng vào máy nghiền, động điện hoạt động, búa quay liên tục, búa quay tạo va chạm búa với thủy tinh làm thủy tinh bị nghiền nát Thủy tinh lấy thông qua máng xả Các thiết bị nghiền Hình 2.10: Horizontal Shaft Impactor 24 Phải lựa chọn thiết bị nghiền phù hợp với kích thước hạt thủy tinh mong muốn, đồng thời giảm thiểu chi phí hoạt động Mặt khác, cần biết khối lượng dự kiến thủy tinh cần nghiền bao nhiêu, thị trường thông số kỹ thuật theo yêu cầu thị trường để lựa chọn thiết bị nghiền Một số thiết bị điều chỉnh kích thước cullet cách điều chỉnh không gian đĩa bar Sản phẩm sau nghiền gọi cullet Cullet định nghĩa thủy tinh sau nghiền nát không chứa chất phi thủy tinh giấy, kim loại, sẵn sàng để đưa vào máy trộn, tham gia vào trình tạo lại thủy tinh Kích thước cullet chấp nhận qua rây 100 mesh Kích thước vật liệu lý tưởng 3/8 inch đến 3/4 inch với tối thiểu 10% hạt mịn, để tránh bụi Chú ý: Cullet không khô để tránh gây khó khăn cho vấn đề xử lí bụi, đồng thời không ướt Nếu độ ẩm cao, sức căng bề mặt tăng lên hạt cullet kết dính lại với nhau, làm tắt nghẽn thiết bị sàng lọc Do đó, vùng khí hậu ẩm ướt giai đoạn thời tiết ẩm ướt, kho dự trữ cullet nên phải đảm bảo đủ điều kiện độ ẩm bảo quản Do đó, độ ẩm thường từ – 3% Ngoài ra, cullet loại thủy tinh chứa kim loại, gốm sứ, giấy, thủy tinh loại khác…Các thông số kỹ thuật mô tả số lượng phân biệt màu cullet cho phép Ví dụ, tổng nonflint cullet phải chứa 5% flint cullet Bảng 2.3: Tiêu chuẩn cullet 25 Hình 2.11: Cullet Đối với việc tái chế cullet thành chai thủy tinh, thành phần cullet cho tái chế tham khảo bảng sau: Bảng 2.4: Thành phần cullet Trong trình nghiền thủy tinh thành cullet, cullet chứa chất ô nhiễm, có pha trộn màu với nhau, phải tiến hành loại bỏ chất ô nhiễm phân loại cullet theo màu (nếu cần) Cho cullet theo băng tải dẫn qua từ trường, chất phi thủy tinh nắp chai kim loại loại thải khỏi cullet Xử lý: Loại bỏ chất gây ô nhiễm có cullet 26 Hình 2.12: Thiết bị phân màu loại bỏ chất ô nhiễm cullet LAG 7200 CSP sử dụng tái chế thủy tinh, loại bỏ tất loại chất gây ô nhiễm không suốt, ví dụ gốm sứ, đá, sứ (CSP) từ cullet Cullet trải băng tải, sau chuyển đến khu vực kiểm tra để phân loại laser multi Nếu chất gây ô nhiễm không suốt phát máy phát tia laser xác định vị trí xác chất gây ô nhiễm Điện tử đánh giá vị trí đầu phun suất tống kích hoạt với xác định tọa độ xác thời điểm xác để thổi chất gây ô nhiễm Tổn thất cullet Phần lại cullet, chất gây ô nhiễm nhỏ hơn, sau tiếp tục theo băng tải Phân loại màu tự động sử dụng công nghệ sợi quang laser tương tự sử dụng để loại bỏ gốm, chất gây ô nhiễm với nguồn ánh sáng có bước sóng khác 2.3.2.5 Trộn Thủy tinh sau nghiền vào công đoạn trộn số phụ liệu để phục hồi tính chất ban đầu, đồng thời giúp cho công đoạn tái chế thực dễ dàng Dựa vào tính chất ban đầu thủy tinh mà chọn loại phụ liệu thêm vào:  CaO: − Giúp cho trình nấu khử bọt thêm dễ, làm cho thủy tinh chịu tác dụng hóa học.Nhưng lượng CaO nhiều làm cho thủy tinh dễ kết tinh, giòn, sản phẩm đòi hỏi nhiệt độ hấp ủ cao 27 − Ở nhiệt độ thấp CaO làm giảm độ nhớt thủy tinh nhiệt độ cao ảnh hưởng phức tạp; lượng CaO đến 10% làm giảm độ nhớt tăng tiếp ngược lại − Tăng hàm lượng CaO tăng độ bóng thủy tinh  Na2O: − Đưa Na2O vào hầu hết tính chất thủy tinh tính chất học, hóa học … giảm − Giải nhiều khó khăn có tính chất công nghệ hạ thấp nhiệt độ nấu, tăng tốc độ hòa tan hạt cát, tăng tốc độ khử bọt hạ thấp độ nhớt thủy tinh Nitrat kết hợp với As2O3(Sb2O3), CeO2, Na2SO4, hợp chất fluor, hợp chất amôni Na2SO4 dùng với hàm lượng nhỏ có tác dụng tăng nhanh trình nấu, trình khử bọt 2.3.2.6 Nấu thủy tinh Trong sản xuất thủy tinh có nhiều phương pháp nấu sử dụng phổ biến phương pháp nấu chảy nhiệt độ cao( khoảng 1100 0C – 14000C) Quá trình nấu trải qua giai đoạn là: •  Phản ứng cấu tử nguyên liệu (tạo silicat) Hòa tan pha rắn vào pha lỏng (tạo thủy tinh) Khử bọt Đồng hóa Làm nguội tới nhiệt độ gia công Phân loại lò nấu thủy tinh: Theo kết cấu phần nấu chính: Lò nồi: Dùng nấu thuỷ tinh quang học, phalê, mỹ nghệ số thuỷ tinh cao cấp Thuỷ tinh pha lê, màu mỹ nghệ nấu lò nhiều nồi ; thuỷ tinh quang học đặc biệt nấu lò hay nồi Có thể sử dụng nấu nhiều loại thuỷ tinh có thành phần hoá khác Lò bể: - Loại gián đoạn: tính toán lò nồi, dùng để nấu thuỷ tinh yêu cầu nhiệt độ cao -Loại liên tục phổ biến  Theo dạng lượng: 28 − − − Lò điện Lò gaz Lò dầu • Cấu tạo lò  Bể nấu: Phân bể nấu bể sản xuất Bể nấu gồm công đoạn: nấu, khử bọt, đồng nhất, có dạng hình chữ nhật Bể sản xuất gồm làm lạnh sản xuất, hình dạng phụ thuộc vào điều kiện thao tác tạo hình sản phẩm -Vật liệu lát lò: Dùng gạch chịu lửa có kích thước lớn, mài nhẵn lát sít lại, không dùng vữa ( gọi xây khô) -Miệng lửa: dùng gạch dinat, cao alumin chất lượng cao Bên có lớp cách nhiệt Tổng số miệng lửa phụ thuộc vào độ phủ lửa bề mặt thủy tinh Tổng chiều rộng miệng lửa ( bên lò ) phải chiếm khoảng 45-55% chiều dài bể nấu Chiều rộng miệng lửa ≈ 0,9 – 1,4 m  Phân không gian lò: Có nhiều cách +Không phân chia: Nhiệt truyền từ bể nấu sang bể sản xuất nên khó khống chế nhiệt độ bụi phối liệu gây bẩn thủy tinh +Tường treo di động: Điều chỉnh nhiệt độ thuận lợi Loại thường dùng cho loại lò lớn cấu vận chuyển phải bền + Phân chia hẳn bể: Dùng chế độ nhiệt môi trường bên bể sản xuất yêu cầu nghiêm ngặt Cách hay dùng phải đốt phụ bể sản xuất *Kiểu lò chính: 29 2.3.2.7 Tạo hình sản phẩm • Phương pháp thổi Nguyên tắc: Đầu tiên, thủy tinh nấu chảy ra, pha vào hỗn hợp thủy tinh đá vôi( CaCO3), sô đa (Na2CO3) hay bồ tạt (K2CO3) Sau đó, toàn hỗn hợp nấu nóng chảy lò Người ta lấy hỗn hợp ống kim loại rỗng Sau đó, thổi vào ống kim loại lúc hỗn hợp nóng đầu bên ống để tạo hình dáng mong muốn Cuối làm lạnh từ từ, sản phẩm Phương pháp đại: Trong công nghiệp trình tương tự khác làm hoàn toàn máy móc kể công đoạn làm sạch, lọc tách, pha trộn, Người ta pha thêm số kim lọai hay oxít chúng để tạo màu cho thủy tinh 2.3.2.8 Ủ sản phẩm • Nhiệt độ ủ cao, nhiệt độ ủ thấp, phương pháp xác định Để thiết lập chế độ ủ loại sản phẩm thủy tinh trước hết cần xác định khoảng nhiệt độ nảy sinh loại trừ ứng suất vĩnh viễn Khoảng nhiệt độ phụ thuộc vào thành phần thủy tinh gọi khoảng nhiệt độ ủ Khoảng nhiệt độ ủ giới hạn nhiệt độ ủ cao nhiệt độ ủ thấp Nhiệt độ ủ cao tương ứng với độ nhớt thủy tinh vào khoảng 1013 Tại nhiệt độ sau phút ứng suất giảm 1/10 ứng suất ban đầu Nhiệt độ ủ thấp tương ứng với độ nhớt 1014,5-1015, để giảm 1/10 ứng suất cần thời gian 100 lần lớn so với nhiệt độ ủ cao Có thể ủ nhiệt độ giới hạn ứng với độ nhớt 1016 chậm.Tại nhiệt độ ủ giới hạn thời gian để ứng suất giảm 1/10 lớn gấp 1000 lần thời gian ứng với nhiệt độ ủ cao Về mặt lí thuyết, nhiệt độ ủ cao tương ứng với nhiệt độ giới hạn trạng thái giòn ( nhiệt độ tạo thủy tinh ) Tg xác định nhiệt độ đường cong giãn nở nhiệt Để tránh biến sản phẩm thường chọn nhiệt độ ủ cao thấp T g khoảng 20-300C Người ta xác định khoảng nhiệt độ ủ phương pháp thực nghiệm tính toán 30 a/ Thực nghiệm : Có phương pháp: Dùng phân cực kế, sợi thủy tinh đilatomet thạch anh b/ Tính toán Xác định gần nhiệt độ ủ cao thủy tinh biết nhiệt độ ủ cao loại thủy tinh khác có thành phần hóa tương tự Chúng ta biết thay 1% SiO2 1% ôxyt khác độ nhớt thủy tinh thay đổi nhiệt độ ủ cao thay đổi theo • Chế độ ủ thủy tinh Đa số sản phẩm thủy tinh ủ theo giai đoạn: Hình 2.13: Đồ thị thể mối quan hệ nhiệt độ thời gian • Giai đoạn 1: Là giai đoạn đốt nóng làm lạnh sản phẩm đến nhiệt độ ủ cao tính với tốc độ không gây tượng nứt vỡ • Giai đoạn 2: Lưu sản phẩm nhiệt độ ủ cao thời gian định để giảm ứng suất đến mức cho phép • Giai đoạn 3: Làm lạnh chậm Làm lạnh sản phẩm với tốc độ cho tạo thành ứng suất vĩnh viễn vượt mức cho phép • Giai đoạn 4: Giai đoạn làm lạnh nhanh Làm lạnh sản phẩm với tốc độ lớn đảm bảo để ứng suất tạm thời không lớn mức cho phép Trong trường hợp kéo kính thực chế độ ủ giai đoạn: Làm lạnh đến nhiệt độ bắt đầu ủ, làm lạnh chậm, làm lạnh nhanh Để xây dựng đường cong ủ cho loại sản phẩm cần tính toán thời gian ứng với giai đoạn Sau trình ủ, sản phẩm thủy tinh sau tái chế đưa đên nơi tiêu thụ 31 Chương Nghiên cứu ứng dụng 3.1Tái chế thủy tinh thành bao bì thủy tinh • Giới thiệu Hình 3.1: Bao bì thủy tinh Hiện bao bì thủy tinh sử dụng phổ biến.Mà việc sản xuất bao bì thủy tinh đôi với tái chế thủy tinh.Tức thủy tinh tái chế thành sản phẩm bao bì thủy tinh Cụ thể công ty thành viên Viện thuỷ tinh bao bì- Mỹ (Glass Packaging Institute - GPI) thoả thuận mục tiêu sử dụng tối thiểu 50% thuỷ tinh tái chế sản xuất chai lọ đến năm 2013 Mục đích cho thấy nhận biết nhu cầu phát triển bảo vệ môi trường tiết kiệm lượng nhà sản xuất  Để sản xuất bao bì thủy tinh có phương pháp tạo hình: • Phương pháp ép:đây phương pháp lâu đời ,dùng làm sản phẩm xác,phương pháp tạo sản phẩm rổng với hình dạng cho lõi 32 thép di chuyển dễ dàng ,bên bề mặt không lồi lõm ,bên lồi lõm khuôn ép tách Hạn chế không tạo thành sản phẩm có thành mỏng cao thủy tinh bị lạnh chuyển sang dòn trước khí trình tạo hình thực xong,bề mặt sản phẩm thường bị khuyết tật ,trọng lượng sản phẩm tương đối lớn ,hình dạng sản phẩm không sắc nét lắm,những hạn chế khắc phục cách gia công bề mặt khuôn ,bôi trơn khuôn,gia công bề mặt sản phẩm (mài, đánh nhẵn) • Phương pháp thổi:được sử dụng phổ biến 3.2 Các ứng dụng khác Vì thủy tinh vật liệu cứng không hoạt hóa nên vật liệu có ích Rất nhiều đồ dùng gia đình làm từ thủy tinh Cốc, chén, bát, đĩa, chai, lọ làm từ thủy tinh, bóng đèn, gương, ống thu hình hình máy tính ti vi, cửa sổ Hình 3.2: Đồ dùng gia đình 33 Trong phòng thí nghiệm để làm thí nghiệm hóa học, sinh học, vật lý nhiều lĩnh vực khác, người ta sử dụng bình thót cổ, ống thử, lăng kính nhiều dụng cụ thiết bị khác làm từ thủy tinh Đối với ứng dụng này, thủy tinh Silicat Bo (như Pyrex) thường sử dụng sức bền hệ số giãn nở nhiệt thấp, tạo cho chống lại tốt sốc nhiệt cho phép đo đạc xác làm nóng làm nguội thiết bị Hình 3.3: Dụng cụ thí nghiệm Đối với phần lớn ứng dụng có yêu cầu cao, thủy tinh thạch anh sử dụng, khó làm việc với Phần lớn thủy tinh sản xuất hàng loạt công nghệ khác nhau, đa phần phòng thí nghiệm lớn cần nhiều loại đồ thủy tinh khác họ giữ ống thổi thủy tinh văn phòng 3.3 Lợi ích tái chế thủy tinh: Tái chế thủy tinh tốt cho môi trường… Một chai thủy tinh phái đến bãi chôn lấp đến triệu năm để phá vỡ Tái chế thủy tinh bền vững-tinh chứa 100% tái chế, kết họ thường tái chế nhiều lần, nhiều lần, mà không làm giảm độ tinh khiết chí có chất lượng kính Bảo vệ tài nguyện tái chế thủy tinh hữu Mỗi thủy tinh tái chế tiết kiêm nhiều nguyên liệu cần thiết để sản xuất thủy tinh mới, với: 1.300 kg cát Thủy tinh tái chế tiết kiệm lượng Sản xất thủy tinh có nghĩa cát 34 nóng cung chất thay cho nhiệt độ 26000F, đòi hỏi nhiều lượng tạo nhiều ô nhiễm không khí công nghiệp Một bước tái chế thủy tinh để đè bẹp thủy tinh sản xuất “cullet” Làm hàng thủy tinh tái chế từ culllet tiêu thụ 40% lượng quan trọng làm cho thủy tinh từ nguồn nguyên liệu, thực tế cullet tan chảy với nhiệt độ thấp nhiều Giảm lượng khí CO2 Ví dụ như: Với bao bì thuỷ tinh tái chế giảm khí nhà kính CO Cứ 10% sử dụng thuỷ tinh tái chế tăng góp phần giảm 4% oxyt nitơ 10 % oxit lưu huỳnh Các biện pháp cần thực Nghành công nghiệp thủy tinh cần làm để việc tái chế thủy tinh ngày hiệu quả? Phần lớn thuỷ tinh phế thải thu gom phải chuẩn bị biện pháp để tái sử dụng thủy tinh cách hiệu quả: Các công ty phải đề xuất điểm- trung tâm thuận tiện giao thông thu gom tiếp tái chế Ngành công nghiệp thuỷ tinh phải có nỗ lực giúp đỡ tích cực để khởi động hoạt động thu gom thuận tiện đơn tuyến cho phép thuỷ tinh thu hồi- thương phẩm thích hợp cho trình tái chế sử dụng Phát triển thiết bị nghiền thuỷ tinh vụn công nghệ để nâng cao chất lượng vụn thủy tinh Các công ty ủng hộ tích cực hành động tham gia thu gom tái chế thuỷ tinh sở nhà hàng, khách sạn Các nhà sản xuất bao bì thuỷ tinh thúc đẩy ủng hộ biện pháp pháp lý quy định có tiềm cải thiện hệ thống tái chế thuỷ tinh Nó bao gồm phối hợp với nhà hoạch định sách hoàn thiện xây dựng chương trình đổi chai lọ quốc gia (state beverage deposit programs -khi mua rượu bia phải nộp tiền cược vỏ chai, tiền thối lại trả vỏ) GPI công ty thành viên tiếp tục khuyến khích giúp hình thành luật thúc đẩy hoạt động thu gom để tái chế bao bì thuỷ tinh (chai, lọ, cốc, chén…) nhà hàng, khách sạn địa điểm sinh hoạt khác 35 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận Thủy tinh sản phẩm thông dụng sống , đặc biệt xây dựng bao bì quan trọng ngành nước giải khác Thủy tinh sản phẩm tái chế mãi, nhiên việc tái chế không bao gồm tất loại thủy tinh mà nhóm thủy tinh Hiểu quy trình tái chế thủy tinh tầm quan trọng việc tái chế rác thải thủy tinh 4.2 Đề nghị - Đưa nguyên lí máy phân loại kim loại theo màu - Những nhà máy tái chế Việt Nam - Giải thích chế đồng hóa thủy tinh sau nấu 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) http://locknlock.com.vn 2) http://vi.scribd.com 3)http://edu.go.vn/pages/hoc-truc tuyen/ElearningDetail.aspx?docid=1153&sid=7 http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=4784436 4) Đồ án nhập môn KTHH - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 5) http://www.youtube.com/watch?v=1En-mdIjork 6) http://www.calrecycle.ca.gov/glass/Definitions.htm) 7) http://www.cwc.org/gl_bp/gbp2-0201.htm 8) Nguồn Wrap, Recycled glass markets study and standards review - Glass Recycling Handbook Assessment of Available Technologies 9)http://article.wn.com/view/2011/07/18/ECullet_raises_38M_for_glass_processi ng/ 10)http://www.directindustry.com/prod/s-s-separation-and-sortingtechnology/off-color-separators-for-glass-recycling-38658-814225.html 11) Glass Recycling Handbook Assessment of Available Technologies – Report prepared by Remade Scotland, July 2003 12) Reuse/recycling of glass cullet for non – container uses, John Reindl, Recycling Manager Dane County Department of Public Works 1919 Alliant Energy Center Way Madison, WI 53713-1400, July 17, 2003 37 [...]... xuất thủy tinh ban đầu để sản xuất thủy tinh 2.3.2 Các giai đoạn trong tái chế thủy tinh • Đề xuất quy trình tái chế thủy tinh 19 Thủy tinh phế liệu Phân loại sơ bộ Đập, tách kim loại Rửa bằng xút (NaOH) Nghiền CaO, Na2O Trộn Nấu chảy Tạo hình Ủ trong hầm ủ Sản phẩm Hình 2.4: Sơ đồ công nghệ tái chế thủy tinh 2.3.2.1 Thu gom nguyên liệu tái chế Nguyên liệu tái chế bao gồm: những bao bì bằng thủy tinh, ... là bền vững -tinh chứa được 100% tái chế, kết quả là họ thường được tái chế nhiều lần, nhiều lần, mà không làm giảm độ tinh khiết hoặc thậm chí cũng có chất lượng kính Bảo vệ tài nguyện tái chế thủy tinh hữu cơ Mỗi tấn thủy tinh được tái chế tiết kiêm nhiều hơn một tấn nguyên liệu cần thiết để sản xuất thủy tinh mới, cùng với: 1.300 kg cát Thủy tinh tái chế tiết kiệm năng lượng Sản xất thủy tinh mới có... Phần lớn thủy tinh như thế này được sản xuất hàng loạt bằng các công nghệ khác nhau, nhưng đa phần các phòng thí nghiệm lớn cần rất nhiều các loại đồ thủy tinh khác nhau vì thế họ vẫn giữ ống thổi thủy tinh trong văn phòng 3.3 Lợi ích của tái chế thủy tinh: Tái chế thủy tinh là tốt cho môi trường… Một chai thủy tinh được phái đến bãi chôn lấp có thể mất đến một triệu năm để phá vỡ Tái chế thủy tinh là... + CO2 2.3 Công nghệ tái chế thủy tinh 2.3.1 Chu trình của thủy tinh Hình 2.2 : Chu trình của thủy tinh • Thuyết minh quy trình: Sản phẩm bằng thủy tinh nói chung, chai thủy tinh nói riêng được sản xuất tại nhà máy sản xuất thủy tinh Tại nhà máy, thủy tinh được định hình thành sản phẩm cụ thề và phân phối tới các cơ sở hay nơi tiêu thụ Sản phẩm bẳng thủy tinh thông dụng gồm có : + Thủy tinh vàng (chai... ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận Thủy tinh là một sản phẩm rất thông dụng trong cuộc sống , đặc biệt là trong xây dựng và là bao bì quan trọng trong ngành nước giải khác Thủy tinh là sản phẩm có thể tái chế mãi mãi, tuy nhiên việc tái chế không bao gồm tất cả các loại thủy tinh mà chỉ ở một nhóm thủy tinh Hiểu được quy trình tái chế thủy tinh và tầm quan trọng của việc tái chế rác thải thủy tinh 4.2 Đề nghị - Đưa... các bước trong tái chế thủy tinh là để đè bẹp thủy tinh và sản xuất “cullet” Làm hàng thủy tinh tái chế từ culllet tiêu thụ 40% năng lượng ít quan trọng hơn làm cho thủy tinh mới từ nguồn nguyên liệu, do thực tế cullet tan chảy với nhiệt độ thấp hơn nhiều Giảm lượng khí CO2 Ví dụ như: Với mỗi tấn bao bì thuỷ tinh tái chế giảm được 1 tấn khí nhà kính CO 2 Cứ mỗi 10% sử dụng thuỷ tinh tái chế tăng sẽ góp... bao gồm: những bao bì bằng thủy tinh, ly, lọ bằng thủy tinh, … 20 Hình 2.5: Nguyên liệu tái chế thủy tinh 2.3.2.2 Phân loại thủy tinh ( đối với tái chế chai, lọ thủy tinh ) Thủy tinh được phân loại dựa vào màu sắc: gồm có ba màu cơ bản đó là trắng, xanh, màu bạch hổ Thủy tinh được phân loại sơ bộ để loại bỏ nhựa, kim loại, giấy… Việc phân loại thủy tinh thường được phân loại bằng hệ thống phân loại... loại lên, còn thủy tinh và chất ô nhiễm khác sẽ được đi qua giai đoạn khác 2.3.2.4 Nghiền thủy tinh Nghiền nát thủy tinh để loại bỏ cạnh sắc nhọn, không còn gây nguy hiểm, phù hợp cho việc tái chế Mục đích của nghiền là làm giảm kích thước của thủy tinh phù hợp với việc tái chế sau này Sau khi nghiền, thủy tinh sẽ được qua rây, phần lớn hơn kích thước lỗ rây sẽ bị giữ lại, những hạt thủy tinh có kích... Hiện nay bao bì thủy tinh được sử dụng rất phổ biến.Mà việc sản xuất bao bì thủy tinh đi đôi với tái chế thủy tinh. Tức là thủy tinh được tái chế thành sản phẩm là bao bì thủy tinh Cụ thể là các công ty thành viên của Viện thuỷ tinh bao bì- Mỹ (Glass Packaging Institute - GPI) thoả thuận mục tiêu sử dụng tối thiểu 50% thuỷ tinh tái chế trong sản xuất chai lọ đến năm 2013 Mục đích này cho thấy sự nhận biết... hiện chế độ ủ 3 giai đoạn: Làm lạnh đến nhiệt độ bắt đầu ủ, làm lạnh chậm, làm lạnh nhanh Để xây dựng đường cong ủ cho mỗi loại sản phẩm cần tính toán thời gian ứng với từng giai đoạn Sau quá trình ủ, sản phẩm thủy tinh sau tái chế có thể đưa đên nơi tiêu thụ 31 Chương 3 Nghiên cứu và ứng dụng 3. 1Tái chế thủy tinh thành bao bì thủy tinh • Giới thiệu Hình 3.1: Bao bì thủy tinh Hiện nay bao bì thủy tinh ... 9)http://article.wn.com/view/2011/07/18/ECullet_raises_38M_for_glass_processi ng/ 10) http://www.directindustry.com/prod/s-s-separation-and-sortingtechnology/off-color-separators-for-glass-recycling-3865 8-8 14225.html 11) Glass Recycling Handbook Assessment of Available... khoảng xác định.Với thủy tinh natricanxi thông thừơng không thấp 6%;thủy tinh bao bì chai lọ chứa từ 7 -1 0% ; Kính cửa chứa 1 0- 15%; kính làm gương chứa 1 2-1 6% CaO đưa vào thủy tinh dạng đá vôi đá phấn... thành phần hóa thủy tinh vô chia làm loại: Thủy tinh đơn nguyên tử, thủy tinh ôxyt, thủy tinh halogen, thủy tinh khancon, thủy tinh hỗn hợp Thủy tinh đơn nguyên tử Đó loại thủy tinh chứa có loại